【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及转捩预测，特别涉及一种法向脉动雷诺正应力预测方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、在常用的转捩预测方法中，最具工程应用价值的预测方法是基于雷诺平均navier-stokes方程（reynolds averaged navier-stokes, rans）的转捩模型，即转捩建模。现有建模方法主要分为两类：第一类是转捩经验关系式与湍流模型的耦合，第二类是在原有基于rans的湍流模型基础上增加输运方程。第一类方法由于方法技术本身限制，完全不具备转捩过程的雷诺应力精确模拟能力。由于实验和理论研究的进展，第二类方法得到了不断的发展。基于rans的传输方程模型表现出显著的效率和鲁棒性，使其成为工程实践中广泛使用的方法。具有代表性的转捩建模工作包括γ-reθ模型（采用经验关联的方法，并不模拟转捩的物理机理；用应变率雷诺数触发转捩，通过求解额外的两个输运方程避免非局部变量的采用）、k-ω-γ模型（可反映头部纯度、来流雷诺数、来流湍流度对高超声速圆锥边界层转捩的影响规律）和k-ζ模型（假设流动是完全湍流的，分子粘度的影响忽略不计）等。但经过系统测试证明上述模型均欠缺转捩过程雷诺应力各向异性以及转捩应力输运机理描述能力。
2、由此可见，如何精确描述转捩雷诺应力，实现转捩流场的精确预测是本领域要解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种法向脉动雷诺正应力预测方法、装置、设备及存储介质，可以基于boussinesq假设、预设标准k模型对初始雷诺应力输
2、第一方面，本申请提供了一种法向脉动雷诺正应力预测方法，包括：
3、根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程；所述初始雷诺应力输运方程中包括待封闭项和待建模项；
4、基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程；
5、将所述第二雷诺应力输运方程以法向脉动雷诺正应力输运方程的形式与kt-kl-ω模型进行耦合，得到耦合后模型，并利用所述耦合后模型对目标转捩流场进行转捩预测得到相应层流段、转捩段和湍流段的法向脉动雷诺正应力分布结果。
6、可选的，所述根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程，包括：
7、根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的层流黏性扩散项和生成项进行封闭处理，根据处理过程中的湍动能与湍流运动粘性系数得到目标参数，以实现所述层流黏性扩散项和生成项的封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程。
8、可选的，所述基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程，包括：
9、基于扩散速度正比于应力梯度，并利用所述目标参数对所述初始雷诺应力输运方程中的湍流扩散项和压力扩散项进行各向异性模化处理，得到第一结果；
10、利用所述目标参数对所述初始雷诺应力输运方程中的黏性耗散项进行各向同性模化处理，得到第二结果；
11、利用所述目标参数对所述初始雷诺应力输运方程中的压力应变项进行模化处理，得到第三结果；
12、基于所述第一结果、所述第二结果和所述第三结果得到完全封闭的第二雷诺应力输运方程。
13、可选的，所述第二结果为：
14、；
15、其中，ν为层流运动粘性系数，k为湍动能，为湍动能比耗散率，xk为直角坐标系坐标，和为脉动速度，为克罗内克符号，上划线表征雷诺平均。
16、可选的，所述法向脉动雷诺正应力输运方程为：
17、；
18、其中，为法向脉动雷诺正应力的全微分，为生成项，为耗散项，为压力应变项，为法向脉动雷诺正应力，为湍动能比耗散率，ν为层流运动粘性系数，t为时间，xj为直角坐标系坐标，c3为待标定的常系数。
19、可选的，所述耗散项为：
20、；
21、其中，k为湍动能，为湍动能比耗散率，ν为层流运动粘性系数，xk为直角坐标系坐标，为法向脉动雷诺正应力。
22、可选的，所述压力应变项为：
23、；
24、其中，为法向脉动雷诺正应力，、为雷诺切应力，c1和c2均为待标定的常系数，x、y、z为直角坐标系坐标，为坐标方向的平均速度，k为湍动能，为湍动能比耗散率。
25、第二方面，本申请提供了一种法向脉动雷诺正应力预测装置，包括：
26、封闭模块，用于根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程；所述初始雷诺应力输运方程中包括待封闭项和待建模项；
27、建模模块，用于基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程；
28、耦合求解模块，用于将所述第二雷诺应力输运方程以法向脉动雷诺正应力输运方程的形式与kt-kl-ω模型进行耦合，得到耦合后模型，并利用所述耦合后模型对目标转捩流场进行转捩预测得到相应层流段、转捩段和湍流段的法向脉动雷诺正应力分布结果。
29、第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
30、存储器，用于保存计算机程序；
31、处理器，用于执行所述计算机程序以实现如上述的法向脉动雷诺正应力预测方法。
32、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的法向脉动雷诺正应力预测方法。
33、由此可见，本申请首先根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程；所述初始雷诺应力输运方程中包括待封闭项和待建模项；基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程；将所述第二雷诺应力输运方程以法向脉动雷诺正应力输运方程的形式与kt-kl-ω模型进行耦合，得到耦合后模型，并利用所述耦合后模型对目标转捩流场进行转捩预测得到相应层流段、转捩段和湍流段的法向脉动雷诺正应力分布结果。这样一来，本申请可以基于boussinesq假设、预设标准k模型对初始雷诺应力输运方程中的若干项进行封闭建模，确定出可以精确描述转捩法向脉动的生成、发展、以及交叉扩散的法向脉动雷诺正本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述根据Boussinesq假设和预设标准K方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程，包括：
3.根据权利要求2所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程，包括：
4.根据权利要求3所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述第二结果为：
5.根据权利要求3所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述法向脉动雷诺正应力输运方程为：
6.根据权利要求3所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述耗散项为：
7.根据权利要求4所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述压力应变项为：
8.一种法向脉动雷诺正应力预测装置，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：>
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的法向脉动雷诺正应力预测方法。
...【技术特征摘要】
1.一种法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述根据boussinesq假设和预设标准k方程转捩模型对初始雷诺应力输运方程中的待封闭项进行封闭处理，得到相应半封闭的第一雷诺应力输运方程，包括：
3.根据权利要求2所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述基于预设建模方法对所述第一雷诺应力输运方程中的待建模项进行建模处理，以得到相应全封闭的第二雷诺应力输运方程，包括：
4.根据权利要求3所述的法向脉动雷诺正应力预测方法，其特征在于，所述第二结果为：
【专利技术属性】
技术研发人员：胡震宇，唐帆，刘雨霜，林高锋，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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